Studio dei parametri biologici in suoli sottoposti a tecniche di agricoltura conservativa e copertura continuativa

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UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PADOVA

Dipartimento Territorio e Sistemi Agro-Forestali

Dipartimento Agronomia Animali Alimenti Risorse Naturali e

Ambiente

Corso di laurea in Tecnologie Forestali e Ambientali

Studio dei parametri biologici in suoli sottoposti a

tecniche di agricoltura conservativa e copertura

continuativa

Relatore

Dott. Paolo Carletti

Correlatore

Prof. Serenella Nardi

Laureando

Alberto Tonin

Matricola n. 617822

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Sommario

1. Riassunto ... 5 2. Introduzione ... 7 2.1 Storia dell’agricoltura ... 7 2.2 Agricoltura contemporanea ... 7

2.3 Alternative all’agricoltura industrializzata convenzionale ... 9

2.4 Agricoltura conservativa ... 10

2.5 Il progetto MONITAMB 214I ... 12

2.5.1 Azione 1 – “Adozione di tecniche di agricoltura conservativa” ... 13

2.5.2 Azione 2 – “Copertura continuativa del suolo” ... 14

2.6 Il suolo ... 15

2.7 La Biomassa del suolo e il ciclo del Carbonio ... 17

2.8 L’attività microbica del terreno ... 17

2.8.1 Il carbonio della biomassa ... 18

2.8.3 Attività enzimatiche ... 18

3. Scopo ... 21

4. Materiali e metodi ... 23

4.1 Disegno sperimentale ... 23

4.2 Campionamenti ... 26

4.3 Il carbonio della Biomassa microbica ... 28

4.4 Attività enzimatiche ... 29

4.5 Analisi statistica ... 30

5. Risultati e Discussione ... 31

5.1 Carbonio della Biomassa ... 33

5.2 Attività Enzimatiche ... 38

6. Conclusioni ... 43

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1. Riassunto

L'agricoltura contemporanea si basa sempre più sull'immissione di energia esterna al sistema, presentando evidenti problemi di sostenibilità. Per questo si è iniziato a pensare a metodi di gestione diversi del suolo agricolo, come ad esempio l’Agricoltura Conservativa.

Il Programma di Sviluppo Rurale (PSR) 2007-2013 prevede per la misura 214I l’Azione 1 (adozione di tecniche di agricoltura conservativa) e l’Azione 2 (copertura continuativa del suolo) allo scopo di favorire ed incentivare pratiche di agricoltura eco-compatibili.

Veneto Agricoltura con il progetto MONITAMB 214I persegue l’obiettivo di confrontare terreni soggetti alle azioni 1 e 2 con suoli gestiti invece con le pratiche convenzionali nelle sue tre principali aziende pilota-dimostrative di pianura (Sasse Rami, Diana e Vallevecchia) per valutarne i parametri della fertilità.

I campionamenti sono stati eseguiti in due periodi differenti: a Maggio nelle superfici coltivate a frumento e colza, ad Ottobre in quelle coltivate a mais e soia. Su questi campioni sono state effettuate le analisi del carbonio della biomassa microbica, la FDA-idrolasi e la b-glucosidasi.

Nel complesso i risultati mostrano un’evoluzione del sistema verso condizioni di miglior fertilità edafica che però è ancora in progresso e non risulta significativa in tutte le condizioni studiate.

Modern agriculture strongly relays on external energy inputs with clear sustainability problems. For this reason new methods of soil management have been taken in account, such as conservation agriculture.

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Soil sampling took place in May in soils growing wheat and rape-seed; in October in soil cultivated with corn and soy. These samples were evaluated for biomass carbon content and the FDA-hydrolase and beta-glucosidase enzyme activities.

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2. Introduzione

2.1 Storia dell’agricoltura

I primi segni ritrovati della nascita dell’agricoltura risalgono ad 11'400 anni fa, in un villaggio presso il fiume Giordano a 15 km a nord di Gerico. Essa nacque attraverso la domesticazione, ovvero la selezione, operata dall’uomo, di un certo numero di specie giudicate più utili rispetto alla massa di piante selvatiche. E’ grazie all’introduzione delle pratiche agricole che, in tempi remoti, i nomadi formarono le prime aggregazioni urbane. Con il proseguire dei secoli l’agricoltura si è evoluta poco alla volta, introducendo via via sempre più specie al repertorio coltivabile (Saltini, 1984-1989). Il primo vero balzo in avanti per l’agricoltura avvenne nel XVII secolo con la prima rivoluzione agricola: il progressivo sviluppo dei commerci stimolò l’adozione di nuove tecniche produttive da sostituire alla precedente agricoltura basata sulla rotazione biennale e sul maggese. Si adottarono quindi nuove tecniche basate sulla rotazione pluriennale e sulla sostituzione del maggese con pascoli per il bestiame, anche per ottenerne concime naturale. Il notevole sviluppo dell’agricoltura stimolò la successiva rivoluzione industriale grazie alla domanda di aratri e altri attrezzi in metallo (Bairoch, 1993). Alla prima rivoluzione ne seguì una seconda, stimolata dal grande afflusso di braccianti che emigravano in altri paesi (o addirittura in altri continenti) in cerca di lavoro. In Italia la migrazione fu dal Sud verso il triangolo Piemonte/Veneto/Emilia e per far fronte al progressivo aumento dei lavoratori furono previsti dei piani governativi ossia piani di bonifica delle terre governative che venivano destinate all’agricoltura. Tale rivoluzione, avvenuta nel XIX secolo, portò alla costruzione di migliori strumenti aratori e sistemi di semina, acquisizione sul mercato di nuove sementi e di nuove piante con elevata produttività (es. mais), la comparsa delle macchina agricole e dei concimi chimici.

2.2 Agricoltura contemporanea

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genetica e la biologia sia animale che vegetale. I governi dei paesi industrializzati tra il 1960 e fine anni novanta hanno indotto la cosiddetta rivoluzione verde, ossia hanno investito in maniera consistente nella ricerca agricola, direttamente sui campi degli agricoltori, cercando altri sistemi per incrementare la produzione alimentare con lo sviluppo di fitofarmaci e fertilizzanti, incoraggiandoli ad utilizzare queste nuove tecnologie e rivoluzionando le tradizionali pratiche agrarie con l’abbandono e l’estinzione di molte varietà locali e tradizionali.

L'agricoltura contemporanea si basa sempre più sull'immissione di energia esterna al sistema sotto forma di fitofarmaci, meccanizzazione, fertilizzanti, ingegneria genetica, tecnologia; si parla quindi di agricoltura intensiva, in antitesi all'agricoltura estensiva. Davide Ciccarese ce ne parla con queste parole "L’agricoltura rappresenta un patrimonio, la fonte della vita e del cibo. Ma negli ultimi decenni l’uomo ha cambiato le regole del gioco. […] Gli ortaggi e la frutta, coltivati in ambienti dove tutte le variabili ambientali sono sotto controllo, non hanno più bisogno di seguire le stagioni. Sono bellissimi da vedere ma hanno perso il sapore, la sostanza e spesso anche il valore nutritivo. Le regole del mercato impongono superfici di coltivazione sempre maggiori, mentre il numero delle aziende diminuisce. Gli agricoltori che non ce la fanno sono costretti a lasciare il frutto del loro lavoro a marcire sui campi perché spesso i costi di un anno di produzione non vengono coperti dai ricavi della vendita dei prodotti." (Ciccarese, 2012).

Ferme restando le implicazioni negative di una pratica agricola intensiva troppo spinta, la continua crescita dei fabbisogni alimentari mondiali, la necessità di mantenere bassi i prezzi degli alimenti, la riduzione della superficie coltivabile, l'esigenza di coltivare anche in zone nettamente sfavorevoli (talvolta anche per inquinamento) e di poter ottenere prodotti di qualità nutrizionale elevata, pongono gli operatori davanti ad una limitata rosa di scelte.

Le pratiche tradizionali usate prima della rivoluzione verde avevano il difetto di non essere in grado di fornire prodotti in larga quantità ed economici, attraenti per i consumatori, ma soprattutto coerenti con gli standard qualitativi e di sicurezza imposti dalla legge nonché adatti ai processi di trasformazione industriale.

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economico, sociale, ambientale. Con riferimento alla componente ambientale e, in particolar modo alla salvaguardia delle risorse naturali e dunque alla loro tutela, difesa e custodia, si parla anche di agricoltura ecologicamente sostenibile o eco-sostenibile1_.

2.3 Alternative all’agricoltura industrializzata convenzionale

I principali sistemi agricoli alternativi a quello dell’agricoltura industrializzata sono l’agricoltura integrata e quella biologica, intesi nell’accezione di agricoltura

eco-compatibile2_{, ma sempre più orientati all’agricoltura eco-sostenibile, come si evince}

anche dalla recente normativa comunitaria - direttiva (CE) 128/2009 per quanto concerne l’agricoltura integrata e regolamento (CE) 834/2007 per l’agricoltura biologica.

L’agricoltura integrata indica un sistema agricolo di produzione a basso impatto ambientale che prevede un ricorso minimo a quei mezzi tecnici che hanno ricadute negative sull’ambiente e sulla salute dei consumatori. La direttiva (CE) 128/2009 ha stabilito i principi generali di difesa integrata, di seguito riportati:

1. la prevenzione e/o la soppressione di organismi nocivi dovrebbero essere perseguite o favorite in particolare da:

- rotazione colturale;

- utilizzo di tecniche colturali adeguate (ad esempio falsa semina, date e densità della semina, sottosemina, lavorazione conservativa, potatura e semina diretta); - utilizzo di cultivar resistenti/tolleranti e di sementi e materiale di moltiplicazione standard/certificati;

- utilizzo di pratiche equilibrate di fertilizzazione, calcitazione e di irrigazione/drenaggio;

- prevenzione della diffusione di organismi nocivi mediante misure igieniche (per esempio mediante pulitura regolare delle macchine e delle attrezzature); - protezione e accrescimento di popolazioni di importanti organismi utili;

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2. gli organismi nocivi devono essere monitorati con metodi e strumenti adeguati; 3. in base ai risultati del monitoraggio, l’utilizzatore professionale deve decidere se e quando applicare misure fitosanitarie;

4. ai metodi chimici devono essere preferiti, se disponibili, quelli biologici, i mezzi fisici e altri metodi non chimici;

5. i fitofarmaci devono essere quanto più possibile selettivi rispetto agli organismi da combattere e devono avere minimi effetti sulla salute umana, gli organismi non bersaglio e l’ambiente;

6. l’utilizzatore professionale dovrebbe mantenere l’utilizzo di pesticidi e di altre forme d’intervento ai livelli minimi necessari.

Il metodo di produzione biologica è specificamente normato all’interno dell’Unione europea dal regolamento (CE) 834/2007, che ha sostituito il precedente regolamento (CEE) 2092/91 e ne enuncia gli obiettivi e i principi generali (rispettivamente agli articoli 3 e 4). In particolare, con gli obiettivi generali si mira a introdurre un sistema di gestione sostenibile per l’agricoltura, a ottenere prodotti di alta qualità e a pro-durre un’ampia varietà di alimenti e altre produzioni agricole che rispondano alla richiesta dei consumatori di prodotti ottenuti con procedimenti che non danneggino l’ambiente, la salute umana e dei vegetali o la salute e il benessere degli animali.

2.4 Agricoltura conservativa

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 Alterazione minima del suolo (tramite semina su sodo o la lavorazione ridotta del terreno) al fine di preservare la struttura, la fauna e la struttura organica del suolo;

 Copertura permanente del suolo (colture di copertura e residui) per proteggere il terreno e contribuire all’eliminazione delle erbe infestanti;

 Associazioni e rotazioni colturali diversificate, che favoriscono i microrganismi del suolo e combattono le erbe infestanti, i parassiti e le malattie delle piante. Le arature sono sostituite da lavorazioni superficiali o non lavorazione (“sod seeding”, semina su sodo), che favorisce il rimescolamento naturale degli stradi di suolo ad opera della fauna (lombrichi), delle radici e di altri organismi del suolo, i quali, inoltre, contribuiscono al bilanciamento delle sostanze nutritive presenti nel suolo. La fertilità del terreno (nutrienti e acqua) viene gestita attraverso la copertura del suolo, delle rotazioni colturali e della lotta alle erbe infestanti.

L’attuazione dell’Agricoltura Conservativa generalmente avviene attraverso le fasi seguenti, ciascuna delle quali può durare due o più anni:

 Prima fase: l’aratura del terreno è interrotta e vengono invece attuate tecniche di non lavorazione (semina su sodo) o di lavorazione ridotta del terreno. Almeno un terzo della superficie del suolo deve rimanere coperto da residui colturali e dopo il raccolto della coltura principale si devono introdurre colture di copertura (intercalari). Vengono utilizzati erpici a denti rigidi, rotativi o a disco (seminatrici dirette in caso di non lavorazione del terreno). Può verificarsi una riduzione delle rese.

 Seconda fase. Si assiste a un miglioramento naturale delle condizioni del suolo e della fertilità grazie alla sostanza organica prodotta dalla decomposizione naturale dei residui. Erbe infestanti e parassiti tendono ad aumentare e devono essere controllati, chimicamente o con altri mezzi.

 Terza fase. Si possono (re-)introdurre o migliorare le rotazioni colturali. L’intero sistema si stabilizza progressivamente.

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L’applicazione di queste fasi portano numerosi vantaggi, alcuni dei quali (aumento delle rese, della biodiversità, ecc.) diventano evidenti quando il sistema si stabilizza. Essi sono, riassumendo: miglioramento delle riserve di carbonio organico, dell’attività biologica con formazione di macropori ben connessi e verticali che aumentano l’infiltrazione dell’acqua, minore perdita di suolo unitamente a una più rapida degradazione dei fitofarmaci e maggior adsorbimento che comportano un miglioramento della qualità dell’acqua, diminuiscono le emissioni di CO2 per l’utilizzo

minore di macchinari, diminuiscono i costi di manodopera ed energia relativi alle operazioni di preparazione e sarchiatura del terreno, diminuisce la necessità di fertilizzanti e gli interventi per il recupero dei terreni.

Tuttavia l’agricoltura conservativa possiede degli svantaggi quali, ad esempio, periodi di transizione di 5-7 anni prima che un sistema di tale agricoltura raggiunga l’equilibrio, rischio di lisciviazione dovuto al più rapido movimento dell’acqua attraverso i biopori se non vengono presi in considerazione i fattori stagionali nell’uso di sostanze chimiche, aumento delle emissioni di N2O nel periodo di transizione,

investimento iniziale in macchinari specializzati e formazione esaustiva degli agricoltori. Per fortuna questi ultimi due punti possono essere compensati dai risultati produttivi che si otterranno.

2.5 Il progetto MONITAMB 214I

Attraverso il Programma di Sviluppo Rurale (PSR) 2007-2013 la Regione del Veneto ha attuato la misura 214 “Pagamenti agro ambientali”, sottomisura I “Gestione agrocompatibile delle superfici agricole”, che prevede il pagamento di un aiuto economico agli agricoltori che adottano nella loro azienda specifici percorsi volti alla salvaguardia e tutela dell’ambiente nelle sue varie componenti.

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In linea generale, nelle tre aziende si persegue l’obiettivo di confrontare terreni soggetti alle azioni 1 e 2 della sottomisura 214/I con suoli gestiti invece con le pratiche convenzionali. Per rendere significativo tale confronto, sono state predisposte sin dal 2010 numerose coppie di appezzamenti sufficientemente omogenei e vicini (appezzamenti di lungo periodo). Per ogni coppia, un campo è stato gestito con l’Azione 1 o l’Azione 2, mentre l’altro con le normali tecniche colturali. Questa tesi, in particolare, ha come oggetto l’analisi di alcuni parametri biologici, quali il carbonio della biomassa e alcune attività enzimatiche, di suoli trattati secondo le tecniche agronomiche dell’azione 2 nel corso del primo anno di sviluppo del progetto MONITAMB.

2.5.1 Azione 1 – “Adozione di tecniche di agricoltura conservativa”

L’azione 1 della sottomisura 214/I promuove le innovative tecniche colturali dell’Agricoltura Conservativa, nell’ottica del mantenimento e della tutela della risorsa suolo, perseguendo nel contempo lo scopo di ridurre le emissioni di gas serra in atmosfera.

In tale contesto, la semina su sodo rappresenta la via da seguire, grazie alle ridotte esigenze energetiche delle formazioni colturali che richiede e alla capacità di preservare gli stock di carbonio del suolo, diversamente dalle lavorazioni meccaniche tradizionali.

Gli impegni previsti da tale sottomisura, che devono essere assolutamente rispettati da coloro che vi aderiscono sono:

1. Adottare le tecniche di agricoltura conservativa su una superficie pari ad almeno il 25% della superficie seminativa aziendale;

2. Adottare in via esclusiva la semina su sodo (sod seeding), ovvero deporre il seme nel terreno senza alterarne la struttura preesistente, salvo una fascia ristretta avente larghezza di 8-10 cm ed una profondità di 6-8 cm in corrispondenza di ogni fila di semina;

3. Rispettare il divieto di inversione degli strati del profilo attivo del terreno;

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5. Mantenere in loco tutti i residui colturali e le stoppie delle colture seminative principali, adottando la tecnica del “mulching”. Tale tecnica prevede la formazione di uno strato di materia vegetale sparso sul terreno coltivato con i residui colturali, che permane costantemente per tutto il periodo d’impegno, indipendentemente dalle attività eseguite successivamente sulla superficie interessata;

6. Assicurare la copertura continuativa del terreno durante tutto l’arco dell’anno, attraverso la semina di erbai primaverili-estivi oppure di cover crops autunno-vernine, costituite in prevalenza da graminacee, successivamente alla raccolta della coltura seminativa principale;

7. Somministrare in dosi frazionate e/o localizzate azoto e fosforo, durante la stagione vegetativa della coltura principale;

8. Frazionare e/o localizzare gli interventi di controllo delle infestanti sulla coltura seminativa principale;

9. Effettuare l’analisi chimico-fisica annuale dei terreni, al fine di stabilire il loro grado di attitudine all’attivazione delle tecniche di non lavorazione e di monitorarne successivamente in corso di impegno i parametri, riportandoli nell’apposito registro degli interventi colturali. Il progetto MONITAMB, del quale una parte è presentata in questa tesi, si occupa proprio di questo punto;

10.Redigere, annotando con cadenza almeno mensile, il registro degli interventi colturali.

Il periodo di impegno è pari a 5 anni dalla presentazione della domanda.

2.5.2 Azione 2 – “Copertura continuativa del suolo”

L’azione 2 della sottomisura 214/I riconosce pagamenti agroambientali a successioni colturali volte a favorire la diminuzione della concentrazione di nitrati rilevati nelle acque superficiali e di falda, monitorati sul territorio della regione Veneto.

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I beneficiari dell’aiuto dovranno, per un periodo di 5 anni dalla data di presentazione della domanda, rispettare i seguenti impegni:

1. Adottare le tecniche di agricoltura conservativa su una superficie pari ad almeno il 25% della superficie seminativa aziendale;

2. Applicare successioni colturali che prevedano l’alternanza di cereali autunno-vernini o colza/altre crucifere o altre colture erbacee autunno-vernine, mais, soia, barbabietola;

3. Evitare di seminare mais sulla medesima superficie, in qualità di coltura principale, per due anni consecutivi;

4. Seminare cereali autunno-vernini, colza (o altre crucifere) o altre colture erbacee autunno-vernine almeno per 2 anni durante i 5 di impegno;

5. Seminare cover crops autunno-vernine almeno 3 volte nei 5 anni di impegno, in successione a mais, sorgo, soia, barbabietola, qualora tali superfici non vengano direttamente riutilizzate per la semina autunnale di cereali o altre colture autunno-vernine, colza o altre crucifere;

6. Evitare di utilizzare sulle cover crops fertilizzanti, effluenti zootecnici, concimi di sintesi chimica o diserbanti;

7. Sovesciare le cover crops esclusivamente prima della semina della coltura principale successiva;

8. Seminare erbai primaverili-estivi almeno per 2 anni sui 5 di impegno, al fine di assicurare la copertura continuativa della superficie arativa durante il periodo di intensa mineralizzazione della sostanza organica contenuta nel terreno;

9. Effettuare l’analisi chimico-fisica dei terreni, al fine di determinarne le dotazioni nutrizionali nel periodo di impegno;

10.Redigere il registro degli interventi colturali.

2.6 Il suolo

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ricopre 1/16 della superficie del pianeta come una coltre molto sottile (ARPAV, 2012). Il suolo è un sistema complesso in continua evoluzione, risultato dell’interazione di alcuni fattori che gli esperti indicano con il nome di Equazione di Jenny3_(Jenny,

1961):

cl: (clima, temperatura,umidità) o: (organismi viventi)

r: (rilievo, pendenza del versante, esposizione) p: (roccia madre, materiale di partenza)

t: (tempo trascorso dall’inizio della trasformazione del suolo).

Il suolo è un elemento essenziale degli ecosistemi, una sua qualsiasi alterazione può ripercuotersi non solo sulla sua capacità produttiva, ma anche sulla qualità dell’acqua che beviamo e dei prodotti agricoli di cui ci nutriamo.

Esso è costituito da tre fasi (Giordano, 1999):

 Fase solida, principale riserva nutritiva con sostanze organiche da spoglie animali e vegetali e con sostanze inorganiche derivanti dai minerali;

 Fase liquida, è la soluzione del suolo ovvero l’acqua circolante del suolo con disciolti gas (O2 e CO2) e solidi presenti nel suolo (i nutrienti trasportati sono

presenti soprattutto in forma ionica);

 Fase gassosa, aria tellurica (è l’aria presente nel suolo e ha una composizione diversa rispetto all’aria atmosferica), responsabile dello scambio gassoso fra gli organismi viventi del suolo e l’atmosfera.

Una caratteristica importante che caratterizza il suolo è la fertilità, insieme delle caratteristiche fisiche, chimiche e biologiche che rendono adatto il terreno agrario alla coltivazione di colture agrarie. In altre parole, rappresenta il rendimento massimo ottenibile da un suolo coltivato con le specie vegetali più adatte alle condizioni pedoclimatiche stazionali e gestito con gli opportuni interventi agronomici (lavorazioni, avvicendamenti, irrigazioni, apporti nutrizionali, ecc …).

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2.7 La Biomassa del suolo e il ciclo del Carbonio

La sostanza organica del terreno è l’insieme dei composti organici presenti nel terreno, di origine dia animale che vegetale. Questo insieme, eterogeneo sotto diversi aspetti, è in gran parte compreso fra i costituenti della frazione solida ed è di prevalente origine biologica (Sequi, 1989). Fanno parte dell’insieme della sostanza organica (Gisotti, 1988):

 La biomassa vivente, costituita da tutti gli organismi viventi presenti nel suolo;

 La biomassa morta, costituita dai rifiuti e dai residui degli organismi viventi presenti nel terreno e da qualsiasi materiale organico di origine biologica;

 Sostanza organica di natura sintetica, costituita da prodotti derivati da una sintesi industriale e apportati più o meno volontariamente dall’uomo (residui di fitofarmaci, concimi organici di natura sintetica, ecc.);

 Humus, un eteropolimero prodotto da una rielaborazione microbica della sostanza organica decomposta a partire da composti organici semplici e nuclei di condensazione aromatici di bassa biodegradabilità, questi ultimi derivati per lo più dalla decomposizione microbica delle lignine.

La biomassa del suolo è costituita per il 60-90% da microflora, rappresentata da batteri, attinomiceti, funghi, micorrize e alghe. Tra gli altri microorganismi, possiamo invece trovare protozoi e virus.

Il ciclo del carbonio è il ciclo biogeochimico attraverso il quale il carbonio viene scambiato tra la geosfera (all'interno della quale si considerano i sedimenti e i combustibili fossili), l'idrosfera (mari e oceani), la biosfera (comprese le acque dolci) e l'atmosfera della Terra. Tutte queste porzioni della Terra sono considerabili a tutti gli effetti riserve di carbonio (carbon sinks).

Circa 1500 miliardi di tonnellate di carbonio sono presenti nella biosfera. Il carbonio è parte essenziale della vita sulla Terra. Esso gioca un ruolo importante nella struttura, biochimica e nutrizione di tutte le cellule viventi (UNEP, 2012).

2.8 L’attività microbica del terreno

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stesso. Per poter studiare questo parametro nel confronto tra suoli con analoghe caratteristiche chimico-fisiche, ma sottoposti a differenti gestioni e trattamenti, può essere utile l’analisi di alcune proprietà biochimiche, quali il carbonio della biomassa o le attività enzimatiche. Questi possono essere degli utili indicatori, grazie alla loro elevata sensibilità a modifiche anche lievi nel breve periodo (Gilsotres et al., 2005).

2.8.1 Il carbonio della biomassa

La biomassa microbica è una delle poche frazioni di sostanza organica (SOM) biologicamente significative, facilmente misurabili, e sensibili all’inquinamento o alle diverse gestioni del terreno (Powlson, 1994). Per questo motivo, essa è molto usata in numerose attività di monitoraggio dei suoli.

Per le loro dimensioni estremamente ridotte e perché intimamente associati ai residui organici in via di decomposizione, i microorganismi del suolo non risultano facilmente valutabili quantitativamente (Violante, 2002). L’utilizzazione di metodi specifici ha comunque consentito l’accertamento di biomassa microbica in quantità comprese tra l’1 e il 10% del peso secco totale della sostanza organica.

Sebbene il carbonio della biomassa rappresenti, quindi, solamente l’1-3% del C totale presente nel suolo, esso ne costituisce la riserva maggiormente labile (Paul and Ladd, 1981). Pertanto, la disponibilità di nutrienti e la produttività degli agrosistemi dipendono principalmente dall’attività della biomassa microbica (Friedel et al., 1996).

2.8.3 Attività enzimatiche

Anche le attività enzimatiche possono rappresentare un ottimo oggetto di studio nell’analisi delle variazioni quantitative della sostanza organica, poiché sono degli importanti “sensori” che forniscono indicazioni sullo stato metabolico della popolazione microbica e sulle condizioni chimico-fisiche del suolo. Inoltre sono molto più sensibili alle variazioni indotte dall’attività antropica e dall’ambiente rispetto ad altre proprietà chimico-fisiche del terreno, come ad esempio il contenuto di sostanza organica.

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presenti in substrati complessi e catalizzano la decomposizione e la mineralizzazione di tali nutrienti, nonché i processi si umificazione. Senza la loro attività, dunque, molte delle molecole organiche necessarie ai microorganismi per svolgere il loro ciclo biologico sarebbero difficilmente disponibili in condizioni normali.

Si ritiene che gli enzimi del suolo siano principalmente di origine microbica (Ladd, 1978), ma essi hanno origine anche da piante e animali (Tabatabai et al., 1994). Dato che sono i microorganismi a sintetizzare questi enzimi, determinarne l’attività significa, quindi, poter valutare la diversità microbica funzionale e di conseguenza la qualità del suolo.

Studi condotti sugli enzimi dimostrano che le pratiche di gestione colturale influiscono sulla loro attività (Dick, 1994). È risaputo, inoltre, che l’attività della maggior parte di essi cresce in modo proporzionale all’aumento di SOM (Burns, 1982).

Tra gli enzimi idrolitici, le attività di fluoresceina diacetato (FDA) e di β-glucosidasi sono state frequentemente usate come indicatori dei cambiamenti nella sostanza organica (Gil-sotres et al., 2005).

Fluoresceina DiAcetato idrolasi (FDA)

L’idrolisi della Fluoresceina DiAcetato è ampiamente accettata come un metodo accurato e semplice per misurare l’attività microbica totale di una serie di campioni ambientali, compresi i suoli. La FDA è un composto incolore che viene idrolizzato sia dagli enzimi liberi sia da enzimi legati alle membrane (Stubberfield and Shaw, 1990), rilasciando un composto colorato, la fluoresceina, che può essere misurato mediante spettrofotometria e che risulta di colore più intenso all’aumentare dell’attività. Gli enzimi responsabili di questa reazione sono abbondanti nel suolo, come le esterasi non specifiche, le proteasi e le lipasi, le quali sono coinvolte nella decomposizione di molti tipi di tessuti.

È da sottolineare che alcuni studi hanno evidenziato che l’attività di questo enzima risulta più bassa in terreni sabbiosi e argillosi (Adam, 2001).

Beta-glucosidasi

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conseguenza permette il rilascio di glucosio e lo rende disponibile per i microorganismi (Esen, 1993).

Essa è principalmente prodotta dai funghi del terreno ma ci sono evidenze che suggeriscono che una frazione significativa della sua attività enzimatica nel suolo dipende da enzimi escreti nella soluzione circolante o fissati sulle superfici dei minerali argillosi e dei composti umici.

La beta-glucosidasi svolge quindi un ruolo fondamentale nel ciclo del carbonio, fungendo da fonte di energia per gli organismi presenti nel terreno ed è per questo apprezzata come potenziale indicatore della qualità dei suoli.

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3. Scopo

Negli ultimi anni la perdita di fertilità dei suoli a vocazione agricola e il progressivo aumento delle emissioni di gas serra hanno imposto una riflessione sulle tecniche di gestione agronomica dei terreni. In particolare l'adozione di pratiche di agricoltura conservativa, capaci di aumentare il contenuto di composti organici dei suoli agricoli, appare una soluzione in grado di assicurare uno sviluppo agricolo sostenibile.

Il Programma di Sviluppo Rurale (PSR) 2007-2013 prevede per la sottomisura 214I l’Azione 1 (adozione di tecniche di agricoltura conservativa) e l’Azione 2 (copertura continuativa del suolo) allo scopo di favorire ed incentivare pratiche di agricoltura eco-compatibile.

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4. Materiali e metodi

4.1 Disegno sperimentale

I campionamenti sono stati eseguiti in tre aziende pilota-dimostrative di Veneto Agricoltura in collaborazione con la Dott.ssa Francesca Chiarini di Veneto Agricoltura, coordinatrice del progetto.

 Sasse Rami, Ceregnano (RO)

 Diana, Mogliano Veneto (TV)

 Vallevecchia, Caorle (VE)

Per le aziende Diana e Vallevecchia sono stati prelevati campioni in 16 appezzamenti: metà delle superfici campionate erano soggette alle azioni previste dalla sottomisura 214/I, mentre l’altra metà era coltivata secondo le tecniche convenzionali. Gli appezzamenti sottoposti a coltivazione tradizionale sono poi stati contraddistinti in “Convenzionale azione 1” e “Convenzionale azione 2”, a seconda della diversa gestione degli appezzamenti di riferimento. Per Sasse Rami, invece, gli appezzamenti campionati si sono ridotti a 12, poiché le superfici gestite con le tecniche tradizionali servivano in questo caso a confrontare i terreni soggetti a entrambe le azioni (Tabella 1).

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SasseRami 91 AZ. 1 Diana 63 Convenz. Vallevecchia 15/7 AZ. 2 SasseRami 113 AZ. 2 Diana 62 AZ. 1 Vallevecchia 15/8 Convenz. SasseRami 114 Convenz. Diana 55 Convenz. Vallevecchia 15/9 Convenz. SasseRami 115 AZ. 1 Diana 54 AZ. 2 Vallevecchia 15/10 AZ. 1

Diana 29 Convenz. Vallevecchia 16/11 AZ. 1 Diana 30 AZ. 1 Vallevecchia 16/12 Convenz. Diana 26 Convenz. Vallevecchia 16/13 Convenz. Diana 27 AZ. 2 Vallevecchia 16/14 AZ. 2

Tabella 1: Schema degli appezzamenti campionati nelle tre aziende pilota.

Tutte le particelle prese in considerazione sono sottoposte a rotazioni colturali quadriennali, come previsto dalla sottomisura 214/I. Di seguito sono riportate le colture effettuate nell’ultimo biennio (Tabella 2).

Azienda Appezzamento Coltura 2011 Coltura 2012

SasseRami 78 soia frumento

SasseRami 81 mais soia

SasseRami 83 frumento colza

SasseRami 84 frumento colza

(25)

25

SasseRami 113 colza mais

Diana 36 soia frumento

Diana 44 mais soia

Diana 42 mais soia

Diana 12 mais soia

Diana 11 mais soia

Diana 63 frumento colza

Diana 29 colza mais

Diana 30 colza mais

Diana 26 mais mais

Diana 27 colza mais

Vallevecchia 12/2 mais soia

(26)

26

Vallevecchia 13/3 frumento colza

Vallevecchia 15/7 soia frumento

Vallevecchia 16/11 soia mais

Vallevecchia 16/12 colza mais

Vallevecchia 16/13 colza mais

Vallevecchia 16/14 soia mais

Tabella 2: Cronologia delle colture effettuate negli appezzamenti.

4.2 Campionamenti

I campionamenti sono stati eseguiti in due periodi differenti: a Maggio nelle superfici coltivate a frumento e colza, ad Ottobre in quelle coltivate a mais e soia.

Per ogni appezzamento, il campionamento è stato effettuato prelevando terreno in precisi punti precedentemente georeferenziati e rintracciabili tramite sistema GPS. Per ogni punto, il campione è stato prelevato tramite due trivellazioni, fino ad una profondità di circa 30 cm.

(27)

27

rispettivamente “replica a” e “replica b”, per gli altri appezzamenti invece è stato effettuato un solo campionamento. In totale sono stati analizzati 44 appezzamenti. Uno schema semplificato dell’operazione di campionamento si può osservare in Figura 1. 2 4 6 8 10 12 1 3 5 7 9 11

punti campionati per la "replica a"

punti campionati per la replica "b"

Figura 1: Schema dei campionamenti eseguiti in ogni appezzamento.

La denominazione di ogni campione è stata ottenuta dalla prima lettera dell’azienda corrispondente, dal nome dell’appezzamento ed infine dalla replica (ad es. S78a). I campioni sono stati trasportati poi in laboratorio e conservati in frigo ad una temperatura di circa 4° C, in vista delle successive analisi.

(28)

28

4.3 Il carbonio della Biomassa microbica

Per quantificare la biomassa microbica del suolo è stato adottato il metodo della fumigazione – estrazione secondo Sparling e West (1988). La determinazione del C organico è stata effettuata secondo la tecnica di Kirchener, Wollum and King (1993). Per ogni campione di suolo si pesano 6 aliquote, ciascuna del peso di circa 8 g, tre delle quali sono sottoposte a fumigazione. In totale sono state quindi eseguite 6 determinazioni per ciascuno dei 68 campioni, per un totale di 408 analisi.

Fumigazione: l’operazione si svolge interamente sotto cappa. I campioni vengono inseriti in crogiuoli e raccolti in una campana di vetro che funge da essiccatore. Sul fondo della campana vengono posti due becker, uno con della soda a scaglie e uno in cui vengono versati circa 50 ml di cloroformio e palline di vetro. L’essiccatore viene quindi chiuso e si crea il vuoto al suo interno tramite una pompa di aspirazione. Una volta chiuso il rubinetto, si pone la campana al buio, a temperatura ambiente per 16 ore. Trascorse le 16 ore si apre il rubinetto per rompere il vuoto e si apre l’essiccatore, lasciando i campioni all’aria fino a che il cloroformio non si sia dissipato.

Estrazione: tutti i campioni (fumigati e non fumigati) vengono trasferiti con cura in un tubo da centrifuga a cui vengono aggiunti 32 ml di solfato di potassio (K2SO4) 0,5 M

(rapporto suolo - estraente 1:4). Il contenitore viene quindi posto su un agitatore alternativo per 30 min. a 180 r.p.m. Quindi si centrifuga a 6000 giri al minuto per 5 minuti. Il surnatante viene poi filtrato in tubi Falcon attraverso filtri Whatman n° 42. I contenitori devono essere conservati in congelatore oltre i –15° C se non è possibile effettuare le analisi immediatamente.

Determinazione: in una beuta vengono inseriti 6 ml di estratto, al quale si aggiungono nell’ordine 1 ml di K2Cr2O7 0,066 M e 5 ml di H2SO4 concentrato. Si preparano inoltre

con lo stesso metodo 2 bianchi in cui al posto dell’estratto si inseriscono 6 ml di K2SO4.

(29)

29

Calcolo del C microbico: Il contenuto di carbonio microbico viene determinato per differenza fra il contenuto di carbonio dei campioni sottoposti a fumigazione e dei campioni non sottoposti a fumigazione con le letture corrette per il bianco e corretti per il valore di 2,63 come proposto da Vance et al. (1987). Il dato finale è espresso in mg di carbonio per kg di suolo secco.

4.4 Attività enzimatiche

Le analisi di attività enzimatica sono state eseguite solo sui campioni delle parcelle sottoposte a gestione dell'azione 1 e sui relativi controlli convenzionali per un totale di 48 campioni.

Per ogni campione la determinazione viene eseguita su tre repliche e viene effettuata una prova di controllo in cui il campione viene incubato in assenza di substrato, per quantificare il livello del prodotto di reazione presente nel campione in assenza della reazione enzimatica. In totale sono quindi state eseguite 144 determinazioni.

Il dato finale è espresso in quantità del prodotto di reazione per il tempo di incubazione per grammo di suolo secco normalizzato grazie al dato del rapporto tra suolo fresco e suolo secco.

FDA-idrolasi

Vengono inseriti 2g suolo umido in beute da 50 ml con 15 ml di Tampone Fosfato (8,7g di K2HPO4 e 1,3g di KH2PO4 sono disciolti in 800 mL di H2O e portati a 1l) e

0,2ml di FDA Stock (0,1g di Fluoresceina diacetato (3'6'-diacetyl-Fuorescein) in 80 ml di Acetone e portato 100 mL sempre con Acetone). Poi il composto viene agitato e messo nell'incubatore orbitale a 30°C per 20 minuti.

Si preparano controlli in cui non viene inserita la soluzione FDA Stock. Aggiunti poi 15 ml di Cloroformio e Metanolo in rapporto 2:1 per fermare l'attività enzimatica e agitare forte a mano. Successivamente i composti vengono messi in tubi da centrifuga e centrifugati a 2000 r.p.m. per circa 3 minuti e successivamente filtrati con carta filtrante Whatman 2.

(30)

30 Beta-glucosidasi

In una beuta da 50 ml vengono inseriti 1g di terreno di suolo fresco e si aggiungono 0,25 ml di Toluene e 4 ml si TUM-6,0 (12,1g di Tris (idrossimetil) amminometano più 11,6g Acido Maleico più 14,0 g Acido Citrico più 6,3g Acido Borico in 488mL NaOH 1M e diluire in 1 litro con H2O; vengono poi presi 200 ml e portati a pH 6 con HCl 0,1N e

diluiti a 1L con H2O) ed 1 ml di substrato: solubilizzati 0,377g p-Nitrophenyl

β-D-glucopyranoside in 50 ml di TUM-6,0. Agitati per alcuni secondi i vari composti sono stati poi incubati per 1 ora a 37°C grazie a un bagnetto termostato.

La reazione è stata poi bloccata con 1 ml CaCl2 e 4 ml TRIS-NaOH. Si agita poi il tutto

per alcuni secondi e si filtra con carta da filtro Whatman n.2.

Per i controlli invece si è aggiunto il substrato subito prima di filtrare e dopo sono stati inseriti CaCl2 e TRIS-NaOH.

Infine si legge con lo spettrofotometro a una lunghezza d’onda di 400nm usando come bianco tutto tranne il substrato che verrà sostituito da 1 ml di TUM-6.

4.5 Analisi statistica

I dati raccolti sono stati sottoposti all'analisi della varianza (ANOVA) tramite software IBM©_SPSS©_{Statistics (Version 19) dopo aver verificato l'omoschedasticità delle classi}

(31)

31

5. Risultati e Discussione

Nel presente elaborato di tesi sono riportati e discussi i risultati relativi al primo anno di sperimentazione del progetto Monitamb 214I. Il progetto prevede lo studio di due diverse condizioni agronomiche, Azione 1 ed Azione 2, ed i relativi controlli. In tabella 3 sono riportati i valori medi delle analisi effettuate ed i relativi errori standard.

Etichetta Azienda Trattamento Coltura C biom. Err. St. FDA Err. St. β-glucosidasi Err. St. Umidità

(32)

32

S115b Sasserami Azione 1 Mais 330,704 11,991 1,1128 0,1048 80,0291 10,2530 1,1695 S115a Sasserami Azione 1 Mais 387,110 30,009 1,3017 0,1017 51,9066 6,3427 1,1856 S114b Sasserami Conv 1 Mais 321,827 30,402 0,3966 0,0857 26,5113 4,3235 1,1638 S114a Sasserami Conv 1 Mais 244,535 46,203 0,1942 0,0235 26,4250 3,3714 1,1646 S100b Sasserami Conv 1 Soia 331,752 33,207 0,2135 0,0065 42,5820 4,2820 1,1935 S100a Sasserami Conv 1 Soia 287,959 14,257 0,2302 0,0755 28,4836 2,0245 1,1944 D63b Diana Conv 1 Colza 123,566 43,880 1,3247 0,1766 55,3404 11,4974 1,1690 D63a Diana Conv 1 Colza 149,812 12,004 1,0343 0,3379 57,4929 24,3718 1,1821 D62b Diana Azione 1 Colza 182,791 16,213 1,4276 0,0587 73,7781 4,5620 1,1616 D62a Diana Azione 1 Colza 108,893 11,385 0,7738 0,4125 96,6559 17,1634 1,1686 D44b Diana Conv 1 Soia 233,960 30,572 0,3269 0,0787 36,6596 6,8752 1,1741 D44a Diana Conv 1 Soia 236,491 56,066 0,4403 0,0090 60,0843 0,6785 1,1690 D42b Diana Azione 1 Soia 273,999 34,226 0,4278 0,0589 79,7916 5,3956 1,1720 D42a Diana Azione 1 Soia 259,569 25,945 0,5887 0,0905 77,6242 12,5872 1,1632 D37b Diana Azione 1 Frumento 187,322 21,759 1,7149 0,0857 126,1471 4,0902 1,2134 D37a Diana Azione 1 Frumento 178,441 15,250 1,1032 0,3808 147,8339 14,6605 1,2291 D36b Diana Conv 1 Frumento 169,112 16,016 1,1334 0,1704 83,7256 25,2235 1,2090 D36a Diana Conv 1 Frumento 90,267 11,005 0,5796 0,0259 72,5223 13,2031 1,2142 D30b Diana Azione 1 Mais 274,837 20,457 0,8947 0,1591 48,5534 3,2667 1,1534 D30a Diana Azione 1 Mais 274,163 10,198 1,1217 0,1202 57,4175 0,3657 1,1572 D29b Diana Conv 1 Mais 380,418 33,410 0,5970 0,0660 51,7767 1,7146 1,1810 D29a Diana Conv 1 Mais 385,395 39,364 0,3978 0,0253 62,8945 5,8672 1,1871 S79a Sasserami Azione 2 Frumento 168,248 28,868 1,1118

S84a Sasserami Azione 2 Colza 95,855 13,243 1,1609

D54a Diana Azione 2 Colza 163,943 9,251 1,1748

D55a Diana Conv 2 Colza 155,465 19,408 1,1988

D73a Diana Azione 2 Frumento 222,067 26,181 1,2299

D74a Diana Conv 2 Frumento 123,696 17,427 1,2260

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33

S81a Sasserami Azione 2 Soia 493,783 8,410 1,1761

S113a Sasserami Azione 2 Mais 276,864 13,759 1,1872

D12a Diana Conv 2 Soia 266,186 31,760 1,1819

D11a Diana Azione 2 Soia 293,033 40,165 1,1763

D26a Diana Conv 2 Mais 191,155 28,715 1,1705

D27a Diana Azione 2 Mais 147,987 15,743 1,1927

V2/11a Vallevecchia Azione 2 Soia 157,770 19,082 1,1503 V2/12a Vallevecchia Conv 2 Soia 141,234 4,633 1,1773 V16/13a Vallevecchia Conv 2 Mais 107,723 7,778 1,0819 V16/14a Vallevecchia Azione 2 Mais 58,646 15,516 1,0857 S82a Sasserami Conv 2 Frumento 100,776 16,452 1,1138

S83a Sasserami Conv 2 Colza 69,267 10,306 1,1449

S100a Sasserami Conv 2 Soia 287,959 14,257 1,1944

S114a Sasserami Conv 2 Mais 244,535 46,203 1,1646

Tabella 3: Riassunto dei dati raccolti e degli errori standard (n=3). I dati sono espressi in mg C / Kg ss (C biomassa), in μg fluoresceina g ss-1

h-1 (FDA) e in μg PNP g ss-1 h-1 (β-glucosidasi).

I dati analitici risultano in linea come valori e come errori standard con quelli riportati in letteratura per condizioni agronomiche e ambientali confrontabili (Vance et al., 1987; Tejada and Gonzalez, 2007; Lagomarsino et al., 2009).

Lo schema sperimentale del progetto prevedeva la determinazione del carbonio della biomassa per i suoli di entrambe le "azioni"; la valutazione delle attività enzimatiche esclusivamente per i suoli sottoposti ad Azione 1 e relativi controlli.

5.1 Carbonio della Biomassa

Il carbonio della biomassa rappresenta un indicatore dello stato di salute del suolo, poiché è legato direttamente al numero ed all'attività dei microorganismi del suolo e quindi alla decomposizione dei composti organici e al rilascio dei nutrienti nel suolo (Trasar-Cepeda et al., 2008; Bastida et al., 2008).

(34)

34

evidenziano comunque valori più elevati di carbonio della biomassa nei suoli condotti in maniera conservativa.

Figura 2: Confronto tra suoli gestiti in maniera conservativa (Azione 1, 2) e maniera Convenzionale. Per p < 0,05 non sono state evidenziate differenze significative.

L'assenza di differenze significative da un lato può essere imputato all'elevata variabilità che le medie presentano, essendo ottenute da situazioni molto diverse come coltura e azienda; dall'altro può indicare una situazione in evoluzione ancora non sufficientemente diversificata a seguito della gestione conservativa.

Allo scopo di verificare eventuali differenze nei livelli di carbonio della biomassa nelle tre aziende in figura 3 sono riportati i valori per i suoli di Sasse-Rami, Vallevecchia e Diana. I valori mostrano una differenza significativa per i suoli dell'azienda Vallevecchia rispetto a quelli delle altre aziende. I suoli di Vallevecchia risultavano a causa della sua posizione geografica, a tessitura prevalentemente sabbiosa. Questo può giustificare i livelli di carbonio di biomassa mediamente più bassi nei suoli di questa azienda. Il test ANOVA a 2 vie non ha evidenziato effetti di interazione tra azienda e trattamento.

Dato che i livelli di carbonio della biomassa sono significativamente diversi nelle tre aziende il confronto tra le tesi è stato effettuato mediando separatamente i dati di ogni singola azienda (figura 4).

0 50 100 150 200 250

Azione 1 Conv. Az 1 Azione 2 Conv. Az 2

(35)

35

Figura 3: Confronto tra suoli delle tre aziende oggetto di studio. Lettere diverse indicano medie significativamente differenti per p < 0,05; Test post-hoc Student-Newman-Keuls.

Figura 4: Confronto tra suoli gestiti in maniera convenzionale o Azione 1, Azione 2 nelle tre aziende oggetto di studio. Medie ± Errore standard (n=8).

0 50 100 150 200 250 300

Sasse Rami Diana Vallevecchia

(36)

36

Analizzando separatamente nelle tre aziende gli effetti della gestione sul carbonio della biomassa a due anni dall'inizio della sperimentazione si nota come nelle aziende Vallevecchia e Diana i valori medi nei suoli ad agricoltura conservativa mostrino rispetto ai terreni a gestione convenzionale differenze inferiori all'errore sperimentale. I Valori dell'azienda Sasse Rami, pur non essendo significativi, hanno un andamento più variabile con dati medi superiori nei suoli ad Azione 1 e 2. Nei primi anni di cambio della gestione verso l'agricoltura conservativa è stato riportato un calo nella fertilità edafica (COMAGRI 2007-2009). Nei suoli delle aziende Diana e Vallevecchia malgrado non si sia registrato un aumento dei parametri studiati, non si è verificato l'effetto negativo che è stato in altri casi evidenziato.

Infine l'effetto delle diverse colture sui livelli di carbonio della biomassa è stato valutato (figura 5).

Figura 5: Confronto tra suoli delle quattro diverse colture. Lettere diverse indicano medie significativamente differenti per p < 0,05; Test post-hoc Student-Newman-Keuls.

La variabilità del sistema potrebbe essere almeno in parte dovuta all'impianto sperimentale della prova che prevede una rotazione in ognuno degli appezzamenti oggetto di studio. Gli effetti rilevati, quindi, potrebbero essere ricondotti sia alla coltura coltivata al momento del campionamento sia alla coltura precedente nello stesso appezzamento. Un quadro più completo ed ampio potrebbe delinearsi al termine dei tre anni di progetto. Inoltre i campionamenti sui suoli coltivati a Mais e Soia sono stati effettuati a ottobre, mentre i suoli coltivato a Frumento e Colza sono stati campionati a maggio. L'attività biologica dei suoli, compresa la biomassa microbica è nota per essere strettamente legata a vari parametri, tra cui quelli climatici come l'umidità e la temperatura del suolo (Ge et al., 2010). Quindi le

0 50 100 150 200 250 300

Mais Soia Frumento Colza

(37)

37

differenze rilevate potrebbero essere collegate alle fluttuazioni stagionali del carbonio della biomassa.

Tramite test ANOVA a due vie è stata verificata l'assenza di effetti di interazione tra coltura e gestione.

Figura 6: Confronto tra suoli gestiti in maniera convenzionale o Conservativa nelle quattro colture oggetto di studio. Medie ± Errore standard (n=6).

L'effetto della gestione nelle diverse colture è evidenziato nella figura 6. Anche in questo caso non sono stati evidenziati valori significativamente diversi nei suoli a gestione più conservativa rispetto a quelli trattati in maniera convenzionale. In generale quindi il paramento del carbonio della biomassa non è cambiato dopo due anni di gestione conservativa dei suoli. I dati in figura 6 mostrano comunque un diverso andamento nelle colture prese in esame con valori più elevati nei suoli a gestione convenzionale (1 e 2) nel caso dei suoli coltivati a mais. All'opposto nei suoli con le altre colture i la biomassa microbica è risultata maggiore nei suoli meno disturbati, Azione 1 e 2, come riportato dalla letteratura (Fliessbach e Mader, 2000).

(38)

38

5.2 Attività Enzimatiche

Nel presente piano sperimentale i valori di attività enzimatica dei suoli sono stati rilevati esclusivamente nei terreni sottoposti alla gestione dettata dall'Azione1 del progetto Monitamb 214I e rispettivi controlli gestiti in maniera convenzionale.

Figura 6: Confronto tra suoli gestiti in maniera conservativa (Azione 1) e maniera Convenzionale. Lettere diverse indicano medie significativamente differenti per p < 0,05.

Dal confronto di tutti i dati (figura 6), indipendentemente dall'azienda ne dalla coltura risulta che in generale i valori di attività enzimatica mostrano valori maggiori nei terreni gestiti in maniera conservativa (Figura 2). Tuttavia solo il dato dell'attività β-glucosidasica risulta significativamente diverso. Questa attività enzimatica è, anche in letteratura, nota come parametro in grado di rilevare prontamente gli effetti sul suolo della gestione agronomica (Bandick and Dick, 1999). Inoltre, questo andamento conferma i valori evidenziati per il carbonio della biomassa ed indica che la gestione conservativa, seppur proseguita per soli due anni, inizia ad influenzare positivamente i parametri biologici della fertilità del suolo. Questa azione appare, però, nelle sue fasi iniziali e quindi non abbastanza spinta da indurre differenze sostanziali in tutti i parametri considerati. L'aumento relativo nei suoli gestiti ad Azione 1 rispetto ai convenzionali per il dato medio di Carbonio della biomassa (figura 1) e per il dato relativo alla FDA (+ 15% e + 20% rispettivamente) evidenzia una risposta simile per entrambi i parametri (Adam, 2001). Il test ANOVA a 2 vie non ha evidenziato effetti di interazione tra azienda e trattamento. Le differenze tra la gestione conservativa e non sono state quindi studiate a livello di singola azienda (Figura 7).

(39)

39

SASSERAMI DIANA VALLEVECCHIA

Figura 7: Confronto tra suoli gestiti in maniera convenzionale o Azione 1 nelle tre aziende oggetto di studio. Lettere diverse indicano medie significativamente differenti per p < 0,05.

La diversa gestione degli appezzamenti nell'azienda Vallevecchia non ha contribuito ad un significativo miglioramento per i parametri oggetto di studio come mostrato per il carbonio della biomassa (figura 4); il valore di attività β-glucosidasica risultava significativamente maggiore nei suoli a gestione conservativa dell'azienda Diana; nell'azienda Sasse Rami tutti i parametri studiati risultano maggiori nei suoli ad Azione 1 con differenze significative per le due attività enzimatiche.

Il suolo risponde in maniera diversa alle pratiche gestionali a seconda delle sue caratteristiche intrinseche e dell’ambiente circostante (Andrews et al., 2006). Nel nostro caso di studio appare che i suoli dell'azienda Sasse Rami si trovino in una condizione pedoclimatica che permette una risposta significativa in termini di attività enzimatiche del terreno anche nel breve periodo (2 anni).

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40

Figura 8: Confronto tra suoli delle quattro diverse colture. Lettere diverse indicano medie significativamente differenti per p < 0,05; Test post-hoc Student-Newman-Keuls.

I dati di attività enzimatica rilevati nei suoli seminati con le quattro colture mostrano un andamento opposto a quello evidenziato per il carbonio della biomassa (cfr. figura 5). Questo risultato può essere ricondotto come nel caso del carbonio della biomassa a variazioni stagionali (Ge et al., 2010) ma evidenzia come i singoli parametri rispondano in maniera diversa, con un calo dei valori medi di attività enzimatica nei suoli campionati a maggio (Mais e Soia) a fronte di valori più elevati di carbonio della biomassa.

Le differenze evidenziate giustificano l'analisi degli effetti della gestione separatamente per ognuna delle colture (Figura 9).

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Figura 9: Confronto tra suoli gestiti in maniera convenzionale o Azione 1 nelle quatto colture oggetto di studio. Lettere diverse indicano medie significativamente differenti per p < 0,05.

Le attività enzimatiche si sono rivelate significativamente diverse fra i suoli gestiti con i parametri dell'azione 1 rispetto ai convenzionali solo per l'attività FDA idrolasica dei suoli coltivati a Mais e per la β-glucosidasi nei terreni con Frumento a dimora. Negli altri casi, in maniera non statisticamente significativa, i valori delle attività nei suoli coltivati con lavorazioni convenzionali risultano più bassi rispetti a quelli gestiti in maniera conservativa. Questo sembra confermare quanto evidenziato per il dato del carbonio della biomassa con una situazione solo iniziale del miglioramento edafico legato alla gestione conservativa. Infine il quadro complessivo dei parametri studiati e

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6. Conclusioni

Nella valutazione dell'impatto della gestione conservativa sulla fertilità del suolo è di fondamentale importanza l'analisi dei parametri relativi alla biologia del suolo come il carbonio della biomassa e le attività enzimatiche del terreno.

Questi parametri sono stati analizzati all'interno del progetto MONITAMB 214I gestita da Veneto Agricoltura, che prevedeva lo studio in tre differenti aziende in terreni con quattro diverse colture che nel complesso formavano una rotazione.

I dati raccolti risultavano in linea con i dati di letteratura. In generale il paramento del carbonio della biomassa non è cambiato significativamente dopo due anni di gestione conservativa dei suoli anche se mostra un lieve aumento nei suoli sottoposti ad azione 1 e 2.

La β-glucosidasi è risultato il parametro più sensibile alla diversa gestione dei suoli evidenziando differenze significative sia nell'analisi dell'intero pool di dati sia all'interno delle singole aziende.

Inoltre i suoli delle tre aziende hanno dato risultati diversi con un chiaro miglioramento dei parametri di fertilità biologica a seguito della gestione conservativa solo nel caso dell'azienda Sasse Rami. Nelle altre due aziende non si è verificato il peggioramento delle condizioni edafiche a seguito del cambio di gestione riportato in letteratura.

Nel complesso i risultati mostrano un’evoluzione del sistema verso condizioni di miglior fertilità edafica che però è ancora in progresso e non risulta significativa in tutte le condizioni studiate.

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45

7. Bibliografia

Adam, G., Duncan, H., 2001. “Development of a sensitive and rapid method for the measurement of total microbial activity using fluorescein diacetate (FDA) in a range of Soils”. Soil Biology & Biochemistry 33, 943-951.

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Andrews, S., Archuleta, R., Briscoe,T., Kome, C. E., Kuykendall, H., 2006. http://soils.usda.gov/ sqi/sqteam.html.

Antonio Saltini, “Storia delle scienze agrarie”, 4 voll., Bologna 1984-89. ARPAV Veneto, “Il Suolo – formazione, proprietà e funzioni”.

Bandick, A. K., Dick, R. P., 1999. “Field management effects on soil enzyme activities”. Soil Biology and Biochemistry 31, 1471–1479.

Bastida, F., Zsolnay, A., Hernandez, T., Garcia, C., 2008. “Past, present and future of soil quality indices: A biological perspective”. Geoderma 147, 159-171. Burns, R. G., 1982. “Enzyme activity in soil: Location and a possible role in microbial ecology”. Soil Biology and Biochemistry 14, 423-427.

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